CH645605A5

CH645605A5 - METHOD FOR PRODUCING A FIBER REINFORCED, HYDRAULICALLY BINDING COMPOSITION, THE COMPOSITION AND USE THEREOF PRODUCED BY THIS METHOD.

Info

Publication number: CH645605A5
Application number: CH144080A
Authority: CH
Inventors: Peter E Dr Meier; Otto W Gordon; Gero Dr Buettiker
Original assignee: Ametex Ag
Priority date: 1980-02-22
Filing date: 1980-02-22
Publication date: 1984-10-15
Also published as: FI810533L; GR74730B; ZA811142B; IT1226165B; MA19078A1; ES8205733A1; FR2476534B1; FI69623C; US4339273A; SE8100605L; GB2072730B; NO810600L; IE810278L; DK77081A; CA1145366A; BE887622A; PT72484A; BR8101059A; JO1127B1; TR21138A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer faserverstärkten, hydraulisch abbindenden The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced, hydraulically setting

Zusammensetzung, die derart hergestellte Zusammensetzung sowie die Verwendung derselben zur Herstellung von faserverstärkten Formstücken. Composition, the composition thus produced, and the use thereof for the production of fiber-reinforced shaped pieces.

Asbestverstärkte Zementmassen haben sich während Jahrzehnten auf dem Baumaterialsektor bestens bewährt und einen festen Platz eingenommen. Besonders die Herstellung von Formteilen, wie Rohren, Wellplatten, Dachschiefern usw., mit Hilfe von verschiedenen Verfahren, z.B. nach Magnani (siehe Heribert Hiendl, «Asbestzementmaschinen», Seite 42,1964) oder nach Hatschek (siehe unten), sind in der entsprechenden Industrie stark verbreitet. Ein bevorzugtes Verfahren, nämlich die Technologie der Wickelverfahren, z. B. nach Hatschek, ist schon seit Jahrzehnten bekannt (AT-Patentschrift Nr. 5970). Asbestos-reinforced cement compounds have proven their worth in the construction materials sector for decades and have taken a firm place. In particular, the production of molded parts such as pipes, corrugated sheets, roofing slates etc. using various processes, e.g. according to Magnani (see Heribert Hiendl, “Asbestos cement machines”, page 42, 1964) or according to Hatschek (see below) are very common in the relevant industry. A preferred method, namely the technology of the winding method, e.g. B. according to Hatschek, has been known for decades (AT Patent No. 5970).

Diese bekannten Verfahren zur Herstellung von z.B. Asbestzementrohren und -platten basieren auf der Verwendung von bestimmten verdünnten Asbestzementsuspensionen in Rundsiebmaschinen. Dabei wird die genannte Suspension über einen Stoffkasten mit Hilfe eines Siebzylinders in Form eines Vlieses auf einen Filz übertragen und auf Formatwalzen oder Rohrkernen bis zur gewünschten Dicke aufgewik-kelt. These known processes for the production of e.g. Asbestos cement pipes and plates are based on the use of certain diluted asbestos cement suspensions in circular screening machines. The suspension mentioned is transferred to a felt via a fabric box with the help of a screen cylinder in the form of a fleece and wound up to the desired thickness on format rollers or tube cores.

Für die Herstellung von Wellplatten kann das Asbestzementvlies nach dem Erreichen der gewünschten Dicke von der Formatwalze geschnitten werden und zwischen geölten Wellblechen zum Abbinden gebracht werden. For the production of corrugated sheets, the asbestos cement fleece can be cut from the sizing roller after it has reached the desired thickness and can be set between oiled corrugated sheets.

Im Verlaufe der letzten Jahre hat es sich nun gezeigt, dass der bewährte Asbest für die bekannte Asbestzementsuspension nicht mehr in unbegrenzten Mengen zur Verfügung stehen wird und zu denjenigen Naturstoffen gezählt werden muss, deren Vorräte sich voraussichtlich am raschesten erschöpfen werden. Die Lagerstätten von abbauwürdigem Asbest sind zudem nur auf wenige Länder verteilt, was wiederum zu unerwünschten Abhängigkeiten führen kann. Over the past few years, it has now been shown that the proven asbestos for the well-known asbestos cement suspension will no longer be available in unlimited quantities and must be counted among those natural products whose stocks are likely to be depleted most quickly. The deposits of degradable asbestos are also only distributed in a few countries, which in turn can lead to undesirable dependencies.

Es wurde darum auch schon versucht, Verfahren auszuarbeiten, um auf den in der Asbestzementindustrie verbreiteten Maschinen auch ohne Asbest faserverstärkte Zementprodukte herstellen zu können. Solche Verfahren sind z.B. in den folgenden Veröffentlichungen angegeben: DE-Offenle-gungsschrift Nr. 2 819 794, DE-Offenlegungsschrift Nr. 2 816 457, DE-Offenlegungsschrift Nr. 2 854 967, DE-Offen-legungsschrift Nr. 2 854 506, US-Patentschrift Nr. 4 101 335. Bei allen diesen Verfahren, welche auf der Basis von wässri-gen Faser-Zementaufschlämmungen arbeiten, ist versucht worden, die speziellen Eigenschaften von Asbest in diesem System mit einer Mischung verschiedener Faserarten nachzuahmen. Die beiden wichtigsten Eigenschaften von Asbest, nach welchen sämtliche Entwässerungsverfahren ausgearbeitet worden sind, bestehen zum einen in der hervorragenden Filtrationswirkung, d.h. im Rückhaltevermögen für Zement, und zum andern in der hohen Festigkeit der Asbestfasern, welche im Endprodukt in einer armierenden Wirkung zum Ausdruck kommt. Alle diese bekannten Verfahren zur Herstellung von asbestfreien Faserzementprodukten auf konventionellen Maschinen arbeiten darum mit Mischungen von mindestens zwei verschiedenen Fasertypen, wobei eine Fasertyp hauptsächlich die filtrierende Wirkung von Asbest übernimmt und ein zweiter Fasertyp die eigentliche Verstärkung im Endprodukt gewährleisten soll. For this reason, attempts have already been made to develop processes so that fiber-reinforced cement products can be produced on machines that are common in the asbestos cement industry even without asbestos. Such methods are e.g. in the following publications: DE-Offenlegungsschrift No. 2 819 794, DE-Offenlegungsschrift No. 2 816 457, DE-Offenlegungsschrift No. 2 854 967, DE-Offenlegungsschrift No. 2 854 506, US Patent No. 4 101 335. In all of these processes, which work on the basis of aqueous fiber-cement slurries, attempts have been made to imitate the special properties of asbestos in this system with a mixture of different types of fibers. The two most important properties of asbestos, according to which all drainage processes have been worked out, are on the one hand the excellent filtration effect, i.e. in the retention capacity for cement, and on the other hand in the high strength of the asbestos fibers, which is expressed in the end product in a reinforcing effect. All of these known methods for producing asbestos-free fiber cement products on conventional machines therefore work with mixtures of at least two different fiber types, one type of fiber mainly taking on the filtering effect of asbestos and a second type of fiber intended to ensure the actual reinforcement in the end product.

Als Fasern mit verstärkender Wirkung wurden unzählige synthetische und natürliche Fasern meistens in geschnittener Form in Schnittlängen von 5 bis 25 mm vorgeschlagen. Es wurden schon Fasern eingesetzt wie Baumwolle, Seide, Wolle, Polyamidfasern, Polyesterfasern, Polypropylenfasern und anorganische Fasern wie Glasfasern, Stahlfasern und Kohlenstoff-Fasern. Als Fasern mit vorwiegender Filtrationswirkung wurden bisher eingesetzt: Zellulosefasern jeder Art, z. B. in Form von Pulpe, Holzschliff, Altpapier, Holzmehl, As fibers with a reinforcing effect, innumerable synthetic and natural fibers have mostly been proposed in cut form in cutting lengths of 5 to 25 mm. Fibers such as cotton, silk, wool, polyamide fibers, polyester fibers, polypropylene fibers and inorganic fibers such as glass fibers, steel fibers and carbon fibers have already been used. So far, fibers with a predominantly filtration effect have been used: Cellulose fibers of all kinds, e.g. B. in the form of pulp, wood pulp, waste paper, wood flour,

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

645 605 645 605

zellulosehaltigen Abfallen von Müllbeseitigungsanlagen usw. Es wurden aber auch schon «Fibride», z. B. auf der Basis von Polypropylen verwendet. Daneben eignen sich auf Filterfasern auf anorganischer Basis, wie Kaolin-, Stein- oder Schlackenwolle. cellulose-containing waste from garbage disposal systems etc. However, «fibrids», e.g. B. used on the basis of polypropylene. In addition, filter fibers on an inorganic basis, such as kaolin, rock or slag wool, are suitable.

Alle bisher bekannten Verfahren, welche mit Hilfe von Fasersystemen arbeiten, welche neben den eigentlichen Verstärkungsfasern noch Filtrationsfasern für das Zementrückhaltevermögen einsetzen, weisen aber Nachteile auf. Der hohe Anteil an Filterfasern von 10 bis 20 Vol.-%, welcher benötigt wird, um das erforderliche Zementrückhaltevermögen zu gewährleisten, verursachen in hydraulisch abbindender Matrix unerwünschte Nebeneffekte. Die Porosität der Produkte wird erhöht, der Kontakt von Armierungsfasern mit dem Bindemittel erniedrigt, was zu einer Einbusse an Festigkeit des Produktes führt. Werden zudem Filterfasern auf Zellulosebasis eingesetzt, so bewirkt die hohe Quellbarkeit solcher Filtrationssysteme vor allem einen sehr grossen Unterschied zwischen Trocken- und Nassfestigkeiten der Faserzementprodukte. However, all previously known methods which work with the aid of fiber systems which, in addition to the actual reinforcing fibers, also use filtration fibers for the cement retention capacity, have disadvantages. The high proportion of filter fibers of 10 to 20% by volume, which is required to ensure the required cement retention capacity, cause undesirable side effects in the hydraulically setting matrix. The porosity of the products is increased, the contact of reinforcing fibers with the binder is reduced, which leads to a loss in strength of the product. If cellulose-based filter fibers are also used, the high swellability of such filtration systems primarily results in a very large difference between the dry and wet strengths of the fiber cement products.

Es wäre also wünschenswert, auf den in der Asbestzementindustrie verbreiteten Entwässerungsanlagen ohne Filterfasern, d.h. nur mit Verstärkungsfasern produzieren zu können. It would therefore be desirable to use drainage systems without filter fibers, i.e. to be able to produce only with reinforcing fibers.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass es möglich ist, aus verdünnten wässrigen Aufschlämmungen von hydraulischen-Bindemitteln, wie Zement und Verstärkungsfasern mit Hilfe wasserlöslicher und/oder in Wasser emulgierbarer Polymere in Kombination mit Metallverbindungen auf den in der Asbestzementindustrie verbreiteten Entwässerungsanlagen faserverstärkte Zementprodukte herzustellen. It has now surprisingly been found that it is possible to produce fiber-reinforced cement products from dilute aqueous slurries of hydraulic binders, such as cement and reinforcing fibers, using water-soluble and / or water-emulsifiable polymers in combination with metal compounds on the drainage systems which are widespread in the asbestos cement industry.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, hydraulisch abbindenden Zusammensetzungen ist im Patentanspruch 1 definiert. The inventive method for producing fiber-reinforced, hydraulically setting compositions is defined in claim 1.

Die erfindungsgemässe Verwendung der erhaltenen Zusammensetzung zur Herstellung von faserverstärkten Formstücken ist im Patentanspruch 8 definiert. The use according to the invention of the composition obtained for the production of fiber-reinforced moldings is defined in claim 8.

In bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsge-mässen Verfahrens zur Herstellung einer faserverstärkten, hydraulisch abbindenden Zusammensetzung werden 0,5 bis 20 Vol.-% - bezogen auf die Zusammensetzung - der im Patentanspruch 4 spezifizierten Fasern, die notwendige Menge an hydraulischem Bindemittel und 0,01 bis 10 Gew.-% Metallverbindung eingesetzt. In preferred embodiments of the method according to the invention for producing a fiber-reinforced, hydraulically setting composition, 0.5 to 20% by volume - based on the composition - of the fibers specified in claim 4, the necessary amount of hydraulic binder and 0.01 to 10 wt .-% metal compound used.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Zusammensetzungen soll wie folgt erläutert werden: The process according to the invention for the production of compositions is to be explained as follows:

Als Fasern können alle bekannten anorganischen und organischen Verstärkungsfasern eingesetzt werden, wie Glas-, Stahl-, Kohlenstoff-, Aramid-, Polypropylen-, Polyvi-nylalkohol-, Polyester-, Polyamid- oder Polyacrylatfasern usw. Damit eine Verstärkungsfaser ihrer Aufgabe gerecht werden kann, ist neben einer möglichst hohlen Reissfestigkeit eine möglichst geringe Bruchdehnung, im allgemeinen von < 10% erforderlich. Die Verstärkungsfasern sind in Mengen im allgemeinen 0,5 bis 20 Vol.-%, bevorzugt 2 bis 8 Vol.-%, im insbesondere Zement-Faser-Gemisch vorhanden. Die Verstärkungsfasern werden bevorzugt in Schnittlängen bis zu 25 mm zugemischt, wobei sowohl gleichmässig lange Ein-zelfasern als auch eine Mischung verschieden langer Fasern zum Einsatz kommen kann. Ebenso gut können auch gemahlene Fasern verwendet werden. Der Titer der Einzelfasern kann in einem weiten Bereich schwanken, doch werden Titer von 0,5 bis 6 dtex bevorzugt. All known inorganic and organic reinforcing fibers can be used as fibers, such as glass, steel, carbon, aramid, polypropylene, polyvinyl alcohol, polyester, polyamide or polyacrylate fibers etc. So that a reinforcing fiber can fulfill its task , in addition to the highest possible tensile strength, the lowest possible elongation at break, generally <10%. The reinforcing fibers are generally present in amounts of 0.5 to 20% by volume, preferably 2 to 8% by volume, in particular in the cement-fiber mixture. The reinforcing fibers are preferably added in cut lengths of up to 25 mm, both uniformly long individual fibers and a mixture of fibers of different lengths being used. Ground fibers can also be used. The titer of the individual fibers can vary within a wide range, but titres of 0.5 to 6 dtex are preferred.

Unter dem für die Erfindung geeigneten hydraulisch abbindenden Bindemittel wird ein Material verstanden, das einen anorganischen Zement und/oder ein anorganisches Binde* oder Klebmittel enthält, das durch Hydratisieren gehärtet wird. Zu besonders geeigneten Bindemitteln, die durch Hydratisieren gehärtet werden, zählen z. B. Portlandzement, Tonerde-Schmelzzement, Eisen-Portlandzement, Trassze-ment, Hochofenzement, Gips, die bei Autoklavenbehandlung entstehenden Calciumsilikate, sowie Kombinationen der einzelnen Bindemittel. Neben den Bindemitteln können auch weitere Zusatz- und Füllstoffe wie Flugasche, Quarz, Perlite, Steinwolle oder Zellulose und deren Mischungen usw. eingesetzt werden. The hydraulically setting binder which is suitable for the invention means a material which contains an inorganic cement and / or an inorganic binder * or adhesive which is hardened by hydration. Particularly suitable binders which are cured by hydration include e.g. B. Portland cement, alumina melt cement, iron Portland cement, Trassze-ment, blast furnace cement, gypsum, the calcium silicates formed during autoclave treatment, and combinations of the individual binders. In addition to the binders, other additives and fillers such as fly ash, quartz, perlite, rock wool or cellulose and their mixtures, etc. can also be used.

Als erfindungsgemäss eingesetzte wasserlösliche Polymere oder im Wasser emulgierbare Polymere eignen sich z. B. Alginate, Polyacrylate, Polyacrylamide, Polyvinylalkohol, Polysaccharide, Alginate oder Polypeptide. Besonders geeignet sind die wasserlöslichen Polymerisate des Acrylamides verschiedenster Molekulargewichte und Verseifungsgrade, wie diese z.B. unter dem Handelsnamen Separan von Dow Chemical im Handel erhältlich sind. Als Acrylatemulsionen eignen sich die verschiedensten Copolymeren, welche z. B. unter dem Namen Primai von Rohm und Haas im Handel erhältlich sind. Für gutes Flockungsvermögen wässriger Acrylemulsionen ist es erforderlich, dass diese Emulsionen in einer alkalischen, salzhaltigen Zementdispersion zum Ausflocken neigen. Dies bedeutet, dass das Emulgatorensystem solcher Emulsionen unter den gegebenen Bedingungen in einer wässrigen Zementdispersion nicht mehr stabilisierend wirkt. Diese Bedingungen können z. B. von anionenaktiven Emulgatorsystemen, welche mit Calciumionen nicht verträglich sind, erfüllt werden. Suitable water-soluble polymers or water-emulsifiable polymers are, for. B. alginates, polyacrylates, polyacrylamides, polyvinyl alcohol, polysaccharides, alginates or polypeptides. The water-soluble polymers of acrylamide of various molecular weights and degrees of saponification, such as these are particularly suitable. are commercially available under the trade name Separan from Dow Chemical. A wide variety of copolymers are suitable as acrylate emulsions. B. are commercially available under the name Primai from Rohm and Haas. For good flocculation properties of aqueous acrylic emulsions, it is necessary that these emulsions tend to flocculate in an alkaline, saline cement dispersion. This means that the emulsifier system of such emulsions no longer has a stabilizing effect in an aqueous cement dispersion under the given conditions. These conditions can e.g. B. anion-active emulsifier systems which are incompatible with calcium ions are met.

Als Metallverbindungen, welche sich für das erfindungsgemässe Verfahren eignen, werden bevorzugt Metallsulfate, insbesondere Aluminiumsulfat oder Eisensulfat eingesetzt. Gute Wirkungen werden aber auch mit in der Zementauf-schlämmung frisch gefällten oder umgefällten Hydroxiden, beispielsweise solchen aus Aluminiumsulfat und Calciumhy-droxid, oder analogen Fällungen von Eisen- oder Zirkonsul-fat erreicht. Metal sulfates, in particular aluminum sulfate or iron sulfate, are preferably used as metal compounds which are suitable for the process according to the invention. However, good effects are also achieved with hydroxides which have been freshly precipitated or reprecipitated in the cement slurry, for example those made from aluminum sulfate and calcium hydroxide, or analogous precipitations of iron or zirconium sulfate.

Das erfindungsgemässe Verfahren, insbesondere die überraschenderweise gefundene starke Ausfallung bzw. Ausflockung einer verdünnten Faser-Zementaufschlämmung mit Hilfe von wasserlöslichen oder in Wasser emulgierbaren Polymeren, soll an Hand einiger Filtrationsversuche erläutert werden. Die Auswahl der aufgeführten Beispiele soll den Umfang der vorliegenden Erfindung jedoch keineswegs einengen. Die Filtrationsversuche wurden auf der in Abb. 1 aufgezeigten Anordnung wie folgt durchgeführt: The process according to the invention, in particular the surprisingly strong precipitation or flocculation of a dilute fiber-cement slurry with the aid of water-soluble or water-emulsifiable polymers, will be explained with the aid of a few filtration experiments. However, the selection of the examples given is in no way intended to limit the scope of the present invention. The filtration tests were carried out as follows on the arrangement shown in Fig. 1:

In ein Becherglas 1 wurden 100 ml Wasser, die in Tabelle 1 angegebenen Mengen an Dralonfasern und an den verschiedenen Zusätzen gegeben. Die einzelnen Komponenten wurden mittels des Magnetrührers 2, wie ebenfalls in Tabelle 1 verzeichnet, während einer bestimmten Dauer bei 1000 U./ min homogenisiert. Anschliessend wurde die Mischung sofort in den Trichter 3 geschüttet und auf das Draht-Sieb 4 mit MW 0,5 x 0,3 mm und Drahtstärke 0,28 mm fallen gelassen. Sobald alles Wasser abgetropft war, wurde der Siebdurchgang auf einem Schwarzband-Filter abgenutscht, während 6 Stunden bei 110 °C getrocknet und ausgewogen. In a beaker 1, 100 ml of water, the amounts of dralon fibers and the various additives given in Table 1 were added. The individual components were homogenized by means of the magnetic stirrer 2, as also shown in Table 1, for a certain period at 1000 rpm. The mixture was then immediately poured into the funnel 3 and dropped onto the wire screen 4 with MW 0.5 x 0.3 mm and wire thickness 0.28 mm. As soon as all of the water had drained off, the sieve was filtered off on a black belt filter, dried at 110 ° C. for 6 hours and weighed out.

Tabelle I Table I

Durchführung der Mischungen für die Filtrationsversuche. Carrying out the mixtures for the filtration tests.

Versuchs- Menge Menge in % Komponente Misch' Test quantity Quantity in% Component mix '

Nr. ingr bez. auf PC dauer No. ingr. on PC duration

Min. Min.

1 A12(S04)3 18H20 2 1 A12 (S04) 3 18H20 2

0,2 2,6 Dralon 6 mm 1 0.2 2.6 Dralon 6 mm 1

0,47 6,0 Ca(OH)2 1 0.47 6.0 Ca (OH) 2 1

7,8 Portlandzement 1 7.8 Portland cement 1

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

645 605 645 605

4 4th

Tabelle I (Fortsetzung) Table I (continued)

Versuchs- Experimental

Menge amount

Menge in % Quantity in%

Komponente component

Misch Mixed

Nr. No.

in gr bez. auf PC in gr. on PC

dauer duration

Min. Min.

2 2nd

FeS04 7 H20 FeS04 7 H20

2 2nd

0,2 0.2

2,6 2.6

Dralon 6 mm Dralon 6 mm

1 1

0,47 0.47

6,0 6.0

Ca(OH)2 Ca (OH) 2

1 1

7,8 7.8

Portlandzement Portland cement

1 1

3 3rd

0,2 0.2

2,6 2.6

Dralon 6 mm Dralon 6 mm

1 1

7,8 7.8

Portlandzement Portland cement

1 1

Separan NP-10 Separan NP-10

1 1

4 4th

7,8 7.8

Portlandzement Portland cement

1 1

0,2 0.2

2,6 2.6

Dralon 6 mm Dralon 6 mm

1 1

Primai N-1031 Primai N-1031

1 1

5 5

0,2 0.2

2,6 2.6

Dralon 6 mm Dralon 6 mm

1 1

0,06 0.06

0,76 0.76

FeS04 7 H20 FeS04 7 H20

0,47 0.47

6,0 6.0

Ca(OH)2 Ca (OH) 2

1 1

Separan NP-10 Separan NP-10

1 1

7,8 7.8

Portlandzement Portland cement

1 1

6 6

0,2 0.2

2,6 2.6

Dralon 6 mm Dralon 6 mm

1 1

0,14 0.14

1,8 1.8

A12(S04)3 18 H20 A12 (S04) 3 18 H20

Separan NP-10 Separan NP-10

1 1

0,47 0.47

6,0 6.0

Ca(OH)2 Ca (OH) 2

1 1

7,8 7.8

Portlandzement Portland cement

1 1

Bei jeder Mischung wurden 100 m With each mix, 100 m

Wasser vorgelegt. Submitted water.

Die Resultate für verschiedene Mengen Flockungssyste-me sind in Abbildung 2 zusammengestellt. The results for different amounts of flocculation systems are summarized in Figure 2.

Die in Abb. 2 zusammengestellten Resultate der Filtrationsversuche zeigen auf der Ordinate den Zementdurchgang durch das oben spezifizierte Sieb in Abhängigkeit der Konzentration verschiedener Ausflockungssysteme, deren Zugabe in Prozenten, bezogen auf das Zementgewicht, auf der Abszisse aufgetragen ist. Die Kurven 1 und 2 zeigen die Resultate beim Umfallen von Aluminiumsulfat bzw. Calcium-sulfat. Hier ist es also nicht möglich, mit den entstehenden Ausflockungen einen nennenswerten Filtrationseffekt der Zementaufschlämmung zu erzielen. Durch Zugabe eines wasserlöslichen Polyacrylamids (Separan NP-10) kann der Siebdurchgang mit steigenden Konzentrationen bis gegen 50% unterdrückt werden. Mit der anionisch stabilisierten copolymeren Acrylatemulsion (Primai N-1031) gemäss Kurve 4 ist es möglich, mit steigenden Konzentrationen des Ausflockungsmittels eine zunehmende Verbesserung der Filtrationsausbeute zu erreichen. Für ein vollständiges Zementrückhaltevermögen wären jedoch Emulsionskonzentrationen erforderlich, welche keine wirtschaftliche Produktion mehr erlauben. The results of the filtration tests shown in Fig. 2 show on the ordinate the passage of cement through the sieve specified above as a function of the concentration of various flocculation systems, the addition of which is plotted in percent, based on the cement weight, on the abscissa. Curves 1 and 2 show the results when aluminum sulfate or calcium sulfate falls over. It is therefore not possible to achieve a noteworthy filtration effect of the cement slurry with the resulting flocculation. By adding a water-soluble polyacrylamide (Separan NP-10), the sieve passage can be suppressed with increasing concentrations up to around 50%. With the anionically stabilized copolymeric acrylate emulsion (Primai N-1031) according to curve 4, it is possible to achieve an increasing improvement in the filtration yield with increasing concentrations of the flocculant. For complete cement retention, however, emulsion concentrations would be required, which no longer allow economical production.

Die Kurven 5 und 6 zeigen, wie es überraschend möglich wird, durch die erfindungsgemässe Kombination von Polymeren und Metallverbindungen eine starke Flockung des Zement-Fasergemisches zu erhalten, so dass der Zementdurchgang durch das Sieb so stark reduziert wird, dass es möglich wird, solche Mischungen auch in industriellen Entwässerungsanlagen einzusetzen. Curves 5 and 6 show how it is surprisingly possible to obtain a strong flocculation of the cement-fiber mixture by the combination of polymers and metal compounds according to the invention, so that the passage of cement through the sieve is reduced so much that it becomes possible to use such mixtures can also be used in industrial drainage systems.

Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die sinngemässe Anwendung dieses Verfahrens, wobei diese Beispiele die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Obwohl die Erfindung von besonderem Wert für die Herstellung asbestfreier Produkte ist, ist es auch möglich, einen Teil der Armierungsfasern durch Asbestfasern zu ersetzen. The following examples illustrate the analogous application of this method, which examples are not intended to restrict the invention in any way. Although the invention is of particular value for the production of asbestos-free products, it is also possible to replace part of the reinforcing fibers with asbestos fibers.

Sofern nicht anders vermerkt, beziehen sich die Prozentangaben in den folgenden Beispielen auf das Gewicht der erhaltenen Zusammensetzung. Es ist für den Fachmann ein leichtes, die nachfolgenden Beispiele je nach Verwendungszweck der Zusammensetzung durch geeignete Wahl der Fasern und/oder der Verfahrensschritte und Vorrichtungen abzuändern. Unless otherwise noted, the percentages in the following examples relate to the weight of the composition obtained. It is easy for a person skilled in the art to change the following examples depending on the intended use of the composition by suitable selection of the fibers and / or the process steps and devices.

5 5

Beispiel 1 example 1

(Vergleichsbeispiel: Asbestzement, konventionelle Produktion) (Comparative example: asbestos cement, conventional production)

Asbest Grade 4, kanadischer Provenienz, wurde im Ver-io hältnis 1 : 3 mit Asbest Grade 5, russischer Provenienz, in einem Kollergang mit 40 Gew.-% Wasser während 30 Minuten gekollert. 153 kg (Trockengewicht) dieser Asbestmischung wurden in einem schnell laufenden Vertikalmischer eingetragen, in welchem sich 1,5 m3 Wasser befanden, und 15 während 10 Minuten weiter aufgeschlossen. Nach dem Um-pumpen in einen Horizontalmischer wurde eine Tonne Port-land-Zement mit einer spezifischen Oberfläche von 3000 bis 4000 cm2/g zugemischt. Die erhaltene Asbest-Zement-Slurry wurde in eine Rührbütte gepumpt, von der aus die Vertei-20 lung auf eine Hatschek-Maschine erfolgte. Auf dieser Maschine wurden mit sieben Umdrehungen der Formatwalze Platten von 6 mm hergestellt, welche zwischen geölten Blechen während 45 Minuten in einer Stapelpresse bei einem spezifischen Pressdruck von 250 bar auf eine Dicke von 4,8 25 mm gepresst wurden. Die Prüfung erfolgte nach einer Abbindezeit von 28 Tagen. Für die Nassprüfung wurden die Platten noch während 3 Tagen gewässert. Die Versuchsresultate sind in Tabelle II zusammengestellt. Asbestos grade 4, Canadian provenance, was rolled in a ratio of 1: 3 with asbestos grade 5, Russian provenance, in a pan mill with 40% by weight of water for 30 minutes. 153 kg (dry weight) of this asbestos mixture were introduced into a high-speed vertical mixer, in which 1.5 m3 of water was found, and further digested for 15 minutes. After pumping around in a horizontal mixer, a ton of Portland cement with a specific surface area of 3000 to 4000 cm2 / g was added. The asbestos-cement slurry obtained was pumped into a mixing chest, from which it was distributed to a Hatschek machine. This machine was used to produce 6 mm plates with seven revolutions of the format roller, which were pressed between oiled sheets for 45 minutes in a stack press at a specific pressure of 250 bar to a thickness of 4.8 25 mm. The test was carried out after a setting time of 28 days. For the wet test, the plates were watered for 3 days. The test results are summarized in Table II.

3o Beispiel 2 3o Example 2

(Vergleichsbeispiel, asbestfrei mit Holzschliff als Filtrationsmittel) (Comparative example, asbestos-free with wood pulp as a filtration medium)

102 kg Holzschliff wurden in 1 m 3 Wasser gegeben und während 10 Minuten in einem Solvepulper gepulpt. An-35 schliessend wurden 22 kg Polyvinylalkoholfasern von 6 mm Schnittlänge zugefügt, die Suspension auf 2,5 m3 weiter verdünnt und nach 5 Minuten Pulpen in einem Zementmischer umgepumpt. Zu dieser Fasersuspension wurden 1000 kg Zement mit einer spezifischen Oberfläche von ca. 3000 bis 40 4000 cm2/g während 10 Minuten eingemischt, worauf das vorliegende Gemisch auf einer Rührbütte einer Hatschek-Maschine zugeführt wurde und wie in Beispiel 1 beschrieben weiter verarbeitet wurde. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle II zusammengestellt. 102 kg of ground wood were placed in 1 m 3 of water and sculpted in a solvent pulp for 10 minutes. Subsequently, 22 kg of polyvinyl alcohol fibers with a cutting length of 6 mm were added, the suspension was further diluted to 2.5 m3 and, after 5 minutes of pulping, pumped around in a cement mixer. 1000 kg of cement with a specific surface area of approximately 3000 to 40 4000 cm 2 / g were mixed into this fiber suspension for 10 minutes, whereupon the present mixture was fed to a Hatschek machine on a mixing chest and was further processed as described in Example 1. The results are also summarized in Table II.

45 45

Beispiel 3 (erfindungsgemässes Beispiel) Example 3 (example according to the invention)

In einem Solvopulper wurden in 2 m3 Wasser 6,5 kg technisches Aluminiumsulfat gelöst und nach Zugabe von 22 so kg einer auf 6 mm geschnittenen Polyvinylalkoholfaser während 5 Minuten weiter gepulpt. Nach dem Umpumpen in einen Zementmischer wurden 1000 kg Zement während 10 Minuten eingemischt und mit 1,2 kg des Polyacrylamides Separan NP-10 der Dow Chemical als 0,5%ige wässrige Lö-55 sung versetzt. Diese flockige Zementaufschlämmung wurde der Rührbütte einer Hatschek-Maschine zugeführt und nach der in Beispiel 1 beschriebenen Art zu Platten verarbeitet. Die Resultate sind wiederum in Tabelle II zusammengestellt. 6.5 kg of technical aluminum sulfate were dissolved in 2 m3 of water in a Solvopulper and after addition of 22 kg of polyvinyl alcohol fiber cut to 6 mm, sculpting continued for 5 minutes. After pumping into a cement mixer, 1000 kg of cement were mixed in for 10 minutes and 1.2 kg of the polyacrylamide Separan NP-10 from Dow Chemical were added as a 0.5% strength aqueous solution. This flaky cement slurry was fed to the mixing chest of a Hatschek machine and processed into plates in the manner described in Example 1. The results are again summarized in Table II.

60 Beispiel 4 60 Example 4

(erfindungsgemässes Beispiel) (example according to the invention)

In einem Solvopulper wurden in 2 m3 Wasser 40 kg Schlackenwolle zur Verteilung gebracht. Bei der eingesetzten Schlackenwolle, welche nach dem Schleuderverfahren herge-65 stellt wurde, konnte bei der Produktion anstelle der üblicherweise eingesetzten Mineralöle total 2 Gew.-% Separan NP-10 in Form einer 0,5%igen wässrigen Lösung aufgesprüht werden. In a Solvopulper, 40 kg of slag wool were distributed in 2 m3 of water. With the slag wool used, which was produced by the centrifugal process, a total of 2% by weight of Separan NP-10 in the form of a 0.5% aqueous solution could be sprayed on during production instead of the mineral oils normally used.

Der präparierten Schlackenwolle-Aufschlämmung wurden noch 22 kg einer geschnittenen 6 mm Polyacrylnitrilfaser zugegeben, und nach 5 Minuten Pulpen und Umpumpen in einen Zementmischer wurden 1000 kg Zement während 10 Minuten eingemischt. Kurz vor dem Umpumpen in die Ha- 5 22 kg of cut 6 mm polyacrylonitrile fiber were added to the prepared slag wool slurry, and after 5 minutes of pulping and pumping into a cement mixer, 1000 kg of cement were mixed in for 10 minutes. Shortly before pumping into the 5

645 605 645 605

tschek-Rührbütte wurden noch 65 1 einer 10%igen Aluminiumsulfatlösung zugesetzt. Die Herstellung der Platten erfolgte wiederum analog Beispiel 1. Die Plattenfestigkeiten und Daten sind in Tabelle II zusammengestellt. tschek mixer was added 65 1 of a 10% aluminum sulfate solution. The plates were again produced as in Example 1. The plate strengths and data are summarized in Table II.

Tabelle II Prüfungsergebnisse der Beispiele 1-4 Table II test results of Examples 1-4

Bei- Verstär- Zemcntrück- Biegezug- Biegezug- Dichte spiel kungsfascrn; haltesystem/ Festigkeit festigkeit g/cm3 With- reinforcement- reverse- bending- bending- density- playfascrn; holding system / strength strength g / cm3

No. VoI.-% Ausflockungs- trocken nass system N/mm2 N/mm2 No. VoI .-% flocculation dry wet system N / mm2 N / mm2

1 1

Asbest; 12 Asbestos; 12

Asbest asbestos

29,8 29.8

27,0 27.0

1,80 1.80

2 2nd

Polyvinyl- Polyvinyl

Holzschliff Wood sanding

27,2 27.2

22,4 22.4

1,66 1.66

alkohol; 4 alcohol; 4th

3 3rd

Polyvinyl- Polyvinyl

Polyacryl Polyacrylic

28,0 28.0

26,2 26.2

1,90 1.90

alkohol; 4 alcohol; 4th

amid; amide;

A12(S04)3 A12 (S04) 3

4 4th

Polyacryl- Polyacrylic

Schlacken Slags

26,8 26.8

24,2 24.2

1,84 1.84

nitril; 4 nitrile; 4th

wolle; Poly wool; Poly

acrylamid; acrylamide;

A12(S04)3 A12 (S04) 3

Die Festigkeitswerte und die Werte der Dichte beziehen sich auf die Formstücke, wie sie durch Verwendung der er-findungsgemäss erhaltenen Zusammensetzung erhalten werden. The strength values and the values of the density relate to the shaped pieces as they are obtained by using the composition obtained according to the invention.

Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass durch das erfindungsgemässe Verfahren (Beispiele 3, 4) faserverstärkte Ze-mentprodukte erhalten werden können, welche sich hinsichtlich der Unterschiede zwischen Nass- und Trockenfestigkeit 30 den bisher bekannten asbestfreien Faserzementprodukten als überlegen zeigen. The results clearly show that the method according to the invention (Examples 3, 4) can be used to obtain fiber-reinforced cement products which are superior to the previously known asbestos-free fiber cement products with regard to the differences between wet and dry strength.

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

645605 PATENT CLAIMS

1. A process for producing a fiber-reinforced, hydraulically setting composition, characterized in that in addition to fibers and at least one hydraulic binder, a water-soluble and / or a water-emulsifiable polymer is distributed in water and slurried, that subsequently at least one metal compound for the purpose of flocculation and for the purpose of surface activation of the fibers is added, after which the composition is obtained after part of the water in the mixture has been removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that polyacrylates, polyacrylamides, polyvinyl alcohol, polysaccharides, alginates or polypeptides are used as the water-soluble or water-emulsifiable polymer.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that bivalent and polyvalent metal sulfates and / or metal hydroxides are used as metal compounds.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that inorganic or organic synthetic fibers, e.g. Steel fibers, glass fibers, carbon fibers, polyvinyl alcohol fibers, polypropylene fibers, viscose fibers, acrylic fibers, phenol-formaldehyde fibers, polyester fibers, aromatic and aliphatic polyamide fibers or mixtures thereof can be used in amounts of 0.5 to 20% by volume of the composition.

5. The method according to claim 1, characterized in that fly ash, quartz, perlite, rock wool or cellulose and mixtures thereof are used as further additives and fillers.

6. The method according to claim 4, characterized in that metal salts, such as aluminum sulfate and / or iron sulfate, are used as the metal compound.

7. Fiber-reinforced, hydraulically setting composition obtained by the process according to claim 1.

8. Use of the composition according to claim 7 for the production of fiber-reinforced moldings, characterized in that the mixture is brought into the desired shape by hand or by machine and allowed to set.

9. Use according to claim 8, characterized in that the mixture is dewatered before molding.

10. Use according to claim 9, characterized in that the dewatering takes place on a circular screen, a fourdrinier screen, on injection systems or on filter presses.

11. Use according to claim 9, characterized in that the dewatering takes place on a winding machine.

12. Use according to claim 9, characterized in that the dewatering takes place according to a continuous monostrand process.

13. Use according to one of claims 8 to 12 for the production of corrugated sheets and pipes.

14. Fittings obtained according to claim 8.